CN110206439A - 一种基于窄带物联网的智能门窗控制装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于窄带物联网的智能门窗控制装置，包含旋道，和在旋道中依次连接的控制模块、电机模块、转动旋条、传感器模块、电磁铁模块；控制模块设置在旋道第一端；电机模块包括电机和电机导轨，电机设置在旋道第一端；电机导轨在旋道中固定；转动旋条为塑料胶体，部分伸出旋道；传感器模块设置在转动旋条上，包含雨滴传感器、光感传感器、压力传感器；电磁铁模块包含电磁体、电磁铁；电磁体设置在转动旋条上，电磁铁对应电磁体设置；本发明使用塑料胶体做转动旋条，简便安装，增加压力传感器的接触面积，使智能检测更加灵敏，方便日常使用，延长使用寿命；能根据实际需求，对转动旋条进行设置，使得大部分推拉式门窗通用。

Description

一种基于窄带物联网的智能门窗控制装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及智能门窗控制的研究领域，特别涉及一种基于窄带物联网的智能门窗控制装置及其控制方法。

背景技术

现市场有自动开关窗户神器，利用现有控制技术，只能做到开关窗户，但其笨重，安装复杂，使用周期短。现有产品大多采用金属作为原材料，体积较大，安装过程比较复杂，需要打孔固定安装，破坏墙体或窗框，不甚美观。

现有产品利用金属链片设计，以链条的伸缩、收回来实现窗户的开关，因使用金属链片作为开关窗户的连接，其金属链片长期暴露于空气中，金属容易发生氧化，导致伸缩困难，时久不易维修；现市场智能推窗器，采用一些小程序或专用APP对开关窗进行控制，系统可能不太稳定，操作界面复杂；且只针对窗户这样一个通风设备设计的，市场上，不同型号的窗户需要订购相应尺寸的推窗器，适用范围窄。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种基于窄带物联网的智能门窗控制装置，使用塑料胶体材料做转动旋条，充当开关门窗媒介，简便安装，不仅增加压力传感器的接触面积，使智能检测更加灵敏，还方便日常使用，延长使用寿命；能根据实际需求，对转动旋条进行设置，使得大部分推拉式门窗通用。

本发明的另一目的在于提供一种基于窄带物联网的智能门窗控制方法。

本发明的目的通过以下的技术方案实现：

一种基于窄带物联网的智能门窗控制装置，其特征在于，包含旋道，和在旋道中依次连接的控制模块、电机模块、转动旋条、传感器模块、电磁铁模块；

所述控制模块包含WiFi模块，控制模块设置在旋道第一端，采用NB-I0T进行控制，于接收传感器数据并处理，控制电机，进而控制门窗；

所述电机模块包括电机和电机导轨，用于驱动门窗，所述电机设置在旋道第一端；所述电机导轨设置在旋道中固定；

所述转动旋条为塑料胶体，设置在旋道中；

所述传感器模块包含雨滴传感器、光感传感器、压力传感器；所述雨滴传感器设置在转动旋条上；所述光感传感器设置在转动旋条上；所述压力传感器设置在转动旋条上；

所述电磁铁模块包含电磁体、电磁铁；所述电磁体设置在转动旋条上，所述电磁铁对应电磁体设置。

进一步地，所述转动旋条伸出旋道部分为转动旋条伸出端，所述雨滴传感器设置在转动旋条伸出端，所述光感传感器设置在转动旋条伸出端，所述压力传感器设置在转动旋条伸出端。

进一步地，所述电磁体设置在转动旋条伸出端顶部。

进一步地，所述电磁铁对应电磁体设置，即设置与电磁体对应的门窗处。

进一步地，所述电机导轨采用滑动伸缩轴固定，顺时针转动旋条为拧出，逆时针转动旋条为拧入。

进一步地，所述旋道为弧形。

进一步地，所述旋道第一端还设置有操作按钮、复位按钮、工作状态指示灯。

进一步地，所述控制模块采用STM32F103VET6单片机为主控MCU。

进一步地，所述电机为无刷电机。

进一步地，所述WiFi模块为安信可ESP8266模块；

本发明的另一目的通过以下技术方案实现：

一种基于窄带物联网的智能门窗控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

当需要开门窗时：更新转动旋条旋转角度、转动旋条距离长度，使用移动软件操作指令点击开门窗按钮、或者使用智能音箱进行语音指令开门窗、或者点击智能门窗控制装置的操作按钮进行开门窗，工作状态指示灯由红色变成绿色，电机进行顺时针旋转，智能门窗控制装置的伸出端旋出转动旋条，带动门窗进行弧形运动，使门窗以正常姿态打开，当达到用户预设值时，电机停止转动，工作状态显示灯变为黄色，完成开门窗动作；

当需要关门窗时：更新转动旋条旋转角度、转动旋条距离长度，使用移动软件操作指令点击关门窗按钮、或者使用智能音箱进行语音指令开门窗、或者点击智能门窗控制装置的操作按钮进行开门窗，工作状态指示灯由黄色变成绿色，电机开始逆时针旋转，智能门窗控制装置的伸出端旋入转动旋条，带动门窗进行弧形运动，使门窗以正常姿态关闭，当伸出端完全收回旋道，电机停止转动，工作状态指示灯变为红色，完成关门窗动作；

当用户不在家时，或者下雨时，开启智能模式：使用移动软件操作指令点击智能模式、或者使用智能音箱进行语音智能模式指令、或者点击智能门窗控制装置的智能模式操作按钮，工作状态指示灯变为紫色；当雨滴传感器传回数据显示为有雨状态，则控制模块根据雨滴传感器数据，发送智能关门窗指令，控制电机进行智能关门窗；

当压力传感器测得数据比正常风力、雨力、外部推力数据变化异常，且在瞬间数据呈急剧直线增长时，则判断为人力破坏状态，则发送短信通知用户及紧急联系人，并使蜂鸣器开始工作。

本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

本发明采用NB-IOT控制，覆盖范围广，能够进行海量连接，降低功耗；使用塑料胶体材料做转动旋条，充当开关门窗媒介，简便安装，不仅增加压力传感器的接触面积，使智能检测更加灵敏，还方便日常使用，延长使用寿命；能根据实际需求，对转动旋条进行设置，使得大部分推拉式门窗通用；另外还设置有防开防盗检测，检测到外部推力数据异常时，报警系统发送信息并作出报警，能用于酒店安全门和普通办公室门窗开关控制。

附图说明

图1是本发明所述一种基于窄带物联网的智能门窗控制装置的结构图；

图2是本发明所述一种基于窄带物联网的智能门窗控制装置的3D效果图；

图3是本发明所述一种基于窄带物联网的智能门窗控制方法的方法流程图。

附图中，1-控制模块，2-操作按钮，3-复位按钮，4-状态指示灯，5-电机模块，6-转动旋条，7-雨滴传感器、光感传感器；8-压力传感器，9-电磁体，10-电磁铁。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1：

一种基于窄带物联网的智能门窗控制装置，如图1所示，包含旋道，和在旋道中依次连接的控制模块、电机模块、转动旋条、传感器模块、电磁铁模块；所述旋道为弧形，旋道第一端还设置有操作按钮、复位按钮、工作状态指示灯，便于指示和操作；图2为3D效果图；

所述控制模块包含WiFi模块，控制模块设置在旋道第一端，采用NB-I0T进行控制，于接收传感器数据并处理，控制电机，进而控制门窗；控制模块采用STM32F103VET6单片机为主控MCU，WiFi模块采用安信可ESP8266模块。

所述电机模块包括电机和电机导轨，用于驱动门窗，所述电机为无刷电机，设置在旋道第一端；所述电机导轨设置在旋道中固定；电机导轨采用滑动伸缩轴固定，顺时针转动旋条为拧出，逆时针转动旋条为拧入。

所述转动旋条为塑料胶体，设置在旋道中，转动旋条部分伸出旋道；转动旋条第一端靠近控制模块，转动旋条第二端对应旋道第二端，转动旋条伸出旋道部分为转动旋条伸出端；

所述传感器模块包含雨滴传感器、光感传感器、压力传感器；所述雨滴传感器设置在转动旋条伸出端，用于检测雨滴数据，并传输至控制模块进行相关处理；所述光感传感器设置在转动旋条伸出端，用于检测光数据，并传输至控制模块进行相关处理；所述压力传感器设置在转动旋条伸出端，压力传感器处于电磁体后位置约2cm，用于检测受力数据，并传输至控制模块进行相关处理；

所述电磁铁模块包含电磁体、电磁铁；所述电磁体设置在转动旋条伸出端顶部，所述电磁铁对应电磁体设置，即设置在对应电磁体的门窗处，用于吸附电磁体，实现开关门窗。

防盗检测：当用户设置智能门窗控制装置为关闭状态时，压力传感器处于电机导轨头部往里约2m处，测得压力是门朝里的推力(假定门是朝里开的)。当正常开启门的时候，压力传感器是测得数值F＝0；当处于关窗关门时，在某一瞬间测得推力达到F>0且持续时间短暂或过长都判定为强制开门，报警装置蜂鸣器会响，进行现场警报，用户会收到短信通知；报警装置，通过蜂鸣器电路和闪烁RGB灯实现；发送短信：使用网络API接口服务，通过装置WiFi热点功能具有外网服务功能，可通过阿里云等云端服务器即可实现发送短信到用户手机里。不需要额外多余硬件。

防开监测：当用户设定关闭状态时，转动旋条将门窗合并，电磁铁与转动旋条头部吸附。

WiFi热点增益通过安信可ESP8266模块进行实现。

1.装置需要在正常通电电的情况下，手机打开WiFi，连接设备WiFi，打开APP连接上设备，连接成功指示灯显示蓝色。

2.选择设备开启热点模式，输入需要连接WiFi热点名称和WiFi密码，指示灯呈蓝白呼吸灯效果，当停止闪烁后即可正常上网。

操作按钮与工作状态颜色指示灯功能说明：

颜色指示灯变化为红色：用户已将智能门窗控制装置设置正常使用状态，且处于关闭状态。

颜色指示灯变化为红色变绿色变黄色：点击操作按钮，智能门窗控制装置执行开窗(门)动作，绿色代表电机正在运行；

颜色指示灯变化为黄色变色绿变红色：点击操作按钮，智能门窗控制装置执行关窗(门)动作，绿色代表电机正在运行；

颜色指示灯变化为蓝白呼吸灯效果：代表智能门窗控制装置执行WiFi热点增益功能；

复位按钮：当智能门窗控制装置处于不能正常关闭时，点击复位按钮，装置会恢复为出厂状态。

实施例2：

一种基于窄带物联网的智能门窗控制方法，如图3所示，包括以下步骤：

用户将基于窄带物联网的智能门窗控制装置的固定端固定在推拉窗框一端，智能门窗控制装置的另一端，即伸出端对应窗吸附点，将正方形磁体放置于窗吸附点外部，使正方形磁体与智能门窗控制装置的伸出端电磁体进行磁体吸附；点击吸附点按钮，智能门窗控制装置锁定电磁体，并且工作状态指示灯由无色变为红色，用户使用移动软件或操作按钮使转动旋条带动窗正常开启，记录并保存当前转动旋条旋转角度、转动旋条距离长度，更新云端，用户即可进行智能开关操作；智能开关门操作一致，但推拉门不需要磁体，仅需要智能门窗控制装置固定在门框边上。

当需要开门窗时：智能门窗控制装置预先绑定，并更新转动旋条旋转角度、转动旋条距离长度，使用移动软件操作指令点击开门窗按钮、或者使用智能音箱进行语音指令开门窗、或者点击智能门窗控制装置的操作按钮进行开门窗，工作状态指示灯由红色变成绿色，电机进行顺时针旋转，智能门窗控制装置的伸出端旋出转动旋条，带动门窗进行弧形运动，使门窗以正常姿态打开，当达到用户预设值时，电机停止转动，工作状态显示灯变为黄色，完成开门窗动作；

当需要关门窗时：智能门窗控制装置预先绑定，并更新转动旋条旋转角度、转动旋条距离长度，使用移动软件操作指令点击关门窗按钮、或者使用智能音箱进行语音指令开门窗、或者点击智能门窗控制装置的操作按钮进行开门窗，工作状态指示灯由黄色变成绿色，电机开始逆时针旋转，智能门窗控制装置的伸出端旋入转动旋条，带动门窗进行弧形运动，使门窗以正常姿态关闭，当伸出端完全收回旋道，电机停止转动，工作状态指示灯变为红色，完成关门窗动作；

当用户不在家时，或者下雨时，开启智能模式：使用移动软件操作指令点击智能模式、或者使用智能音箱进行语音智能模式指令、或者点击智能门窗控制装置的智能模式操作按钮，工作状态指示灯变为紫色；当雨滴传感器传回数据显示为有雨状态，则控制模块根据雨滴传感器数据，发送智能关门窗指令，控制电机进行智能关门窗；

防开检测：当压力传感器测得数据比正常风力、雨力、外部推力数据变化异常，且在瞬间数据呈急剧直线增长时，则判断为人力破坏状态，则发送短信通知用户及紧急联系人，并使蜂鸣器开始工作，达到报警效果，防止不法分子通过暴力方式破坏门窗入室。

WiFi热点增益器：目的：用户出差时如遇酒店WiFi信号弱、房间WiFi信号弱、或需要在室外使用网络时信号弱时，则可以使用智能门窗控制系统的WiFi热点增益功能，可以广覆盖房间内外100米。

功能：将无线信号进行扩散，将没有无线信号覆盖的房间以无线信号覆盖，解决用户上网需求，这样一般会增加终端设备，且更容易接受到wifi热点的信号。使用步骤：智能门窗控制系统需要处于正常开启状态，即正常通电情况；手机打开WiFi，连接设备WiFi，打开APP连接上设备，连接成功指示灯显示蓝色；选择设备开启热点模式，输入需要连接WiFi热点名称和WiFi密码，指示灯呈蓝白呼吸灯效果，当停止闪烁后即可正常上网。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于窄带物联网的智能门窗控制装置，其特征在于，包含旋道，和在旋道中依次连接的控制模块、电机模块、转动旋条、传感器模块、电磁铁模块；

所述控制模块包含WiFi模块，控制模块设置在旋道第一端，采用NB-I0T进行控制，于接收传感器数据并处理，控制电机，进而控制门窗；

所述电机模块包括电机和电机导轨，用于驱动门窗，所述电机设置在旋道第一端；所述电机导轨设置在旋道中固定；

所述转动旋条为塑料胶体，设置在旋道中，部分伸出旋道；

所述传感器模块包含雨滴传感器、光感传感器、压力传感器；所述雨滴传感器设置在转动旋条上；所述光感传感器设置在转动旋条上；所述压力传感器设置在转动旋条上；

所述电磁铁模块包含电磁体、电磁铁；所述电磁体设置在转动旋条上，所述电磁铁对应电磁体设置。

2.根据权利要求1所述的一种基于窄带物联网的智能门窗控制装置，其特征在于，所述转动旋条伸出旋道部分为转动旋条伸出端，所述雨滴传感器设置在转动旋条伸出端，所述光感传感器设置在转动旋条伸出端，所述压力传感器设置在转动旋条伸出端。

3.根据权利要求2所述的一种基于窄带物联网的智能门窗控制装置，其特征在于，所述电磁体设置在转动旋条伸出端顶部。

4.根据权利要求1所述的一种基于窄带物联网的智能门窗控制装置，其特征在于，所述电磁铁对应电磁体设置，即设置与电磁体对应的门窗处固定。

5.根据权利要求1所述的一种基于窄带物联网的智能门窗控制装置，其特征在于，所述电机导轨采用滑动伸缩轴固定，顺时针转动旋条为拧出，逆时针转动旋条为拧入。

6.根据权利要求1所述的一种基于窄带物联网的智能门窗控制装置，其特征在于，所述旋道为弧形。

7.根据权利要求1所述的一种基于窄带物联网的智能门窗控制装置，其特征在于，所述旋道第一端还设置有操作按钮、复位按钮、工作状态指示灯。

8.根据权利要求1所述的一种基于窄带物联网的智能门窗控制装置，其特征在于，所述控制模块采用STM32F103VET6单片机为主控MCU。

9.根据权利要求1所述的一种基于窄带物联网的智能门窗控制装置，其特征在于，所述电机为无刷电机。

10.一种基于窄带物联网的智能门窗控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

当需要开门窗时：更新转动旋条旋转角度、转动旋条距离长度，使用移动软件操作指令点击开门窗按钮、或者使用智能音箱进行语音指令开门窗、或者点击智能门窗控制装置的操作按钮进行开门窗，工作状态指示灯由红色变成绿色，电机进行顺时针旋转，智能门窗控制装置的伸出端旋出转动旋条，带动门窗进行弧形运动，使门窗以正常姿态打开，当达到用户预设值时，电机停止转动，工作状态显示灯变为黄色，完成开门窗动作；

当需要关门窗时：更新转动旋条旋转角度、转动旋条距离长度，使用移动软件操作指令点击关门窗按钮、或者使用智能音箱进行语音指令开门窗、或者点击智能门窗控制装置的操作按钮进行开门窗，工作状态指示灯由黄色变成绿色，电机开始逆时针旋转，智能门窗控制装置的伸出端旋入转动旋条，带动门窗进行弧形运动，使门窗以正常姿态关闭，当伸出端完全收回旋道，电机停止转动，工作状态指示灯变为红色，完成关门窗动作；

当用户不在家时，或者下雨时，开启智能模式：使用移动软件操作指令点击智能模式、或者使用智能音箱进行语音智能模式指令、或者点击智能门窗控制装置的智能模式操作按钮，工作状态指示灯变为紫色；当雨滴传感器传回数据显示为有雨状态，则控制模块根据雨滴传感器数据，发送智能关门窗指令，控制电机进行智能关门窗；

当压力传感器测得数据比正常风力、雨力、外部推力数据变化异常，且在瞬间数据呈急剧直线增长时，则判断为人力破坏状态，则发送短信通知用户及紧急联系人，并使蜂鸣器开始工作。